[發明專利]烴類蒸汽轉化制氫或羰基合成氣反應的催化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 200910018974.1
• 申請日: 2009-09-22
• 公開（公告）號: CN102019183A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 王昊;種道文;姜建波;尹長學;程玉春
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: B01J23/83
• 分類號: B01J23/83;B01J37/02;C01B3/26
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 鞏同海

技術領域

本發明涉及一種用于大型節能型烴類蒸汽轉化制取氫氣或羰基合成氣反應的催化劑，該催化劑也可用于其它烴類蒸汽轉化制取氫氣或羰基合成氣工藝的一段轉化爐。

背景技術

為了追求最大的經濟效益，國外煉油裝置的經濟規模普遍在15Mt/a以上。為了適應當代煉油企業對制氫裝置高可靠性、高靈活性、低成本、低消耗要求，大型化制氫已經成為一種趨勢，單套規模在100,000Nm³/h或以上，個別達到了230,000Nm³/h。國外制氫技術與國內制氫技術相比，具有以下特點：(1)廣泛采用預轉化技術；(2)工藝參數優化，轉化爐操作參數與國內技術相比表現為“三高一低”(高的出入口溫度、高空速、高熱流通量、低水碳比)；(3)節能降耗的手段更加精細。

我國由于制氫起步時用氫量較小，制氫裝置規模相對較小，目前單套制氫規模在60,000Nm³/h以下，普遍在10,000～20,000Nm³/h之間。與國外大型化制氫技術進行比較，其差距表現在：(1)沒有采用預轉化技術；(2)工藝參數欠優化，低出入口溫度，低空速，低熱流通量，高水碳比；(3)節能降耗的手段有差距，能耗偏高。在近幾年中，已經有六套大型化水蒸汽轉化制氫工藝包及配套催化劑引進，產氫量達552000Nm³/h，上述引進大型化水蒸汽轉化制氫裝置均采用國外進口催化劑。

專利CN89105205.4介紹的輕油蒸汽轉化催化劑，工業應用證明其使用碳空速＜800h-1，無法適應高碳空速轉化。其它國產催化劑，如Z402、Z417等優點是抗結碳性強，缺點是活性低，使用碳空速低，不適用于低水碳比條件。CN89106847和CN961106077介紹的天然氣制氫催化劑優點是活性高、水熱穩定性好、機械強度高，但在低水碳比條件下抗碳性能不佳，使用碳空速也較低，其它國產天然氣制氫催化劑也存在類似的問題。國外催化劑，如Topsφe的R67、R67-7H催化劑以MgAlO₂為載體浸漬鎳活性組分，活性高，適應高碳空速和低水碳比條件，但存在高溫水合問題。

經過對比，認為現有催化劑與大型節能制氫工藝的要求還有一定的差距，為此研發了一種用于大型節能制氫工藝或傳統蒸汽轉化制氫工藝的烴類轉化催化劑。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種烴類蒸汽轉化制氫或羰基合成氣反應的催化劑及其制備方法，催化劑具有活性高、水熱穩定性好、適應高碳空速轉化和低水碳比運行條件。

本發明一種烴類蒸汽轉化制氫或羰基合成氣反應的催化劑，包括氧化鋁載體和鎳活性組分，其特征在于催化劑中還含有促進劑稀土金屬的氧化物和/或堿土金屬的氧化物以及改性劑硝酸鋁，氧化鋁載體以水泥為粘結劑，其中鎳以氧化物計為催化劑質量的5～25％，促進劑為催化劑質量的0.5～20％，改性劑為催化劑質量的2～8％，余量為載體，載體中含有10～30％(占載體質量)的水泥。

所述促進劑優選為催化劑質量的8～16％。

制備本發明所述催化劑的方法，先將氧化鋁與造孔劑、潤滑劑和粘結劑水泥混合，混合比例在100∶1∶1∶30～100∶5∶5∶100，然后進行球磨、捏合、造粒、擠壓成型、烘干、焙燒制得預燒結載體，其中焙燒溫度在1100～1480℃之間，焙燒時間2～6小時，然后采用共浸漬或分別浸漬的方法在預燒結載體上浸漬上活性組分鎳、改性劑和促進劑，浸漬時間為0.5～6小時，烘干后，在400～600℃的溫度下分解1～6小時，然后再重復浸漬分解一次，這樣就得到了本發明的轉化催化劑成品。

其中造孔劑可以是石墨、硬脂酸或硬脂酸鹽類、硝酸、γ-Al₂O₃、纖維素、植物纖維等。優選石墨、植物纖維。

潤滑劑可以是石墨、硬脂酸或硬脂酸鹽類、硝酸等。優選石墨、硬脂酸。